15 września 1920 został awansowany przez Naczelnika Państwa na stopień podporucznika.
19 października 1920 zwolniono go z wojska. Wkrótce potem objął katedrę prehistorii na Uniwersytecie Jana Kazimierza we Lwowie. Jednocześnie władze tej uczelni wystąpiły do Naczelnika Państwa o przyznanie Kozłowskiemu stopnia profesorskiego. 21 marca 1921 Piłsudski przychylił się do tej prośby. W tym okresie Leon Kozłowski przeprowadził wiele badań; ukazało się również kilka jego prac naukowych (Starsza epoka kamienna w Polsce – 1922, Epoka kamienna na wydmach wschodniej części Wyżyny Małopolskiej – 1923, Młodsza epoka kamienna w Polsce – 1924, a w kolejnych latach: Problem etniczny w prehistorii, Problemat rozwoju formy w historii i Metoda kartograficzna w prehistorii). 8 stycznia 1924 został zatwierdzony w stopniu porucznika ze starszeństwem z dniem 1 czerwca 1919 w korpusie oficerów rezerwy kawalerii. Posiadał przydział w rezerwie do 19 Pułku Ułanów Wołyńskich w Ostrogu. Nie stawiał się jednak na kolejne wezwania do odbycia obowiązkowych ćwiczeń wojskowych, za co został ukarany trzema dniami aresztu. Pomimo wytężonej pracy naukowej, śledził bieżącą sytuację polityczną i, jak sam twierdził, wciąż należał do otoczenia marszałka Józefa Piłsudskiego. Pisał m.in.: